TWI596462B - 環境控制系統、控制裝置、電腦程式產品 - Google Patents

Description

環境控制系統、控制裝置、電腦程式產品

本發明係關於一種控制對作業空間之使用者之集中度造成影響之環境要素之環境控制系統、使用於該環境控制系統之控制裝置、及使電腦作為控制裝置發揮功能之程式。

一般而言，於如學習空間或辦公空間之作業空間中進行作業之使用者之作業效率會受到意識集中程度(以下，稱為「集中度」)之影響。又，使用者之集中度會根據各種環境要素而變化。因此，有人提出一種控制會對使用者之集中度造成影響之環境要素之技術(例如，參照文獻1「日本專利公開編號2009-59677」及文獻2「日本專利公開編號2003-245356」)。文獻1、文獻2所記載之技術均控制使用者所在作業空間之環境要素中之照明環境。

文獻1所記載之技術係為了提高清醒程度以提高作業效率，而於利用白色光之照明附加單波長光。於文獻1所記載之技術中，藉由採用該構成，可不使亮燈能量過大地提高作業效率。

另一方面，於文獻2中，記載有將午餐後之時間帶之照度設定為較通常照度高，將其他時間帶之照度設定為較通常照度低之技術。藉由該構成，於文獻2所記載之技術中，可謀求午餐後之時間帶之作業效率之提高，且可抑制總能量消耗量。

另外，為了提高使用者之作業效率，於文獻1中著眼於照明光所包含之波長成分，於文獻2中著眼於照明光之強度，故有因色調之變化或亮度之變化而讓使用者產生不適感之可能性。又，不會產生不適感之程度之視覺刺激，有無法充分提高作業效率之可能性。

又，亦已知為了提高使用者之集中度而使用嗅覺刺激或聽覺刺激之技術，但對嗅覺刺激之應答之個人差異較大，給予聽覺刺激之技術有產生噪音之情形，且亦有妨礙通信之可能性。

本發明之目的在於提供一種無須使用視覺刺激、聽覺刺激、嗅覺刺激之任一者即可維持或提高使用者之集中度之環境控制系統。再者，本發明之目的在於提供一種使用於該環境控制系統之控制裝置、及使電腦作為控制裝置發揮功能之程式。

本發明之一態樣之環境控制系統之特徵在於包含：環境形成裝置，其具有於作業空間形成氣流之功能；及控制裝置，其係以維持或提高存在於上述作業空間之使用者之意識集中程度即集中度之方式，控制上述環境形成裝置之動作；且上述控制裝置包含：記憶部，其記憶以形成使上述使用者之集中度恢復之清醒氣流之方式決定上述環境形成裝置之運作期間之第1期間資訊、決定較上述運作期間更長之基準期間之第2期間資訊、及決定上述清醒氣流之風速之速度資訊；處理部，其係基於上述第1期間資訊、上述第2期間資訊、及上述速度資訊而決定上述環境形成裝置之動作內容；及指示部，其將上述處理部所決定之動作內容指示給上述環境形成裝置；且上述基準期間係以包含1次以上之上述運作期間之方式決定。

本發明之一態樣之控制裝置之特徵在於使用於上述之環境控制系統。

本發明之一態樣之程式係用以使電腦作為使用於上述之環境控 制系統之控制裝置而發揮功能者。

10‧‧‧環境形成裝置

11‧‧‧送風機

12‧‧‧換氣扇

13‧‧‧空調

20‧‧‧控制裝置

21‧‧‧記憶部

22‧‧‧處理部

23‧‧‧指示部

24‧‧‧輸入部

25‧‧‧時鐘部

26‧‧‧取得部

27‧‧‧選擇部

30‧‧‧測量裝置

40‧‧‧操作器

50‧‧‧感測器

Es‧‧‧作業空間

Fs‧‧‧清醒氣流

Fw‧‧‧微氣流

Ts‧‧‧運作期間

Tw‧‧‧基準期間

Us‧‧‧使用者

圖1係對實施形態1~4共通之構成之概略圖。

圖2係顯示實施形態1及實施形態2之方塊圖。

圖3係顯示實施形態1及實施形態2之動作例之圖。

圖4係顯示於實施形態1~4使用之清醒氣流之具體例之圖。

圖5係顯示於實施形態1~4使用之清醒氣流之另一具體例之圖。

圖6係顯示用以於實施形態1~4中將集中度定量化之測量例之圖。

圖7係顯示實施形態1之效果之例之圖。

圖8係顯示實施形態3之方塊圖。

圖9係顯示實施形態4之方塊圖。

(實施形態1)

本實施形態係為了維持或提高作業空間之使用者之集中度，採用控制作業空間之氣流之構成。惟，為了維持或提高使用者之集中度，亦可並用作業空間中氣流以外之空氣環境之控制。空氣環境除氣流以外，亦包含空氣中之物質(物理性、化學性、生物學性)之濃度、溫度、相對濕度等。空氣中之物理性物質已知塵埃、黃砂、微粒子狀物質(PM10、PM2.5等)等。又，空氣中之化學性物質已知一氧化碳、二氧化碳、醛類(尤其甲醛)、VOC(Volatile Organic Compounds：揮發性有機化合物)等。空氣中之生物學性物質已知黴、病毒、花粉等。

因此，為了使空氣環境變化，考慮作業空間之換氣、作業空間之氣流之形成、作業空間之溫度或濕度之調節、空氣中之物質之去除等。氣流之形成、溫度或濕度之調節亦會對使用者之舒適性造成影響。

於本實施形態中，如圖1所示，假定使用者Us所在作業空間Es為室內之情形。又，於本實施形態中，環境形成裝置10係於作業空間Es之內部形成氣流之扇風機或如循環器之送風機11，但如圖1般，亦可替代使用藉由排出作業空間Es之空氣而對作業空間引入外氣之換氣扇12，亦可並用。又，亦可替代使用如空調裝置、空氣清淨機之其他環境形成裝置10，亦可並用。

換氣扇12亦可為於自外部空間對作業空間Es吸入空氣之同時，自作業空間Es朝外部空間排出空氣，於進行吸氣與排氣之期間進行熱交換之構成。再者，供換氣用之換氣裝置除進行機械換氣之換氣扇12以外，亦可為如進行自然換氣之窗戶之開口部。該等環境形成裝置10係單獨使用，或組合使用。

於本實施形態中，如圖1所示，控制裝置20控制2個環境形成裝置10(送風機11及換氣扇12)之動作。亦即，於本實施形態中，藉由2個環境形成裝置10與控制裝置20而構築環境控制系統。因使用者Us之集中度於進行腦力作業之期間隨時間經過而變動，故較理想為，控制裝置20以配合集中度下降之時序，形成維持或提高集中度之空氣環境之方式，使各環境形成裝置10動作。使用者Us之集中度可使用測量裝置30進行監視，但於以下之構成中，並非必須以測量裝置30測量集中度。

控制裝置20係如圖2所示，具備記憶部21、處理部22、及指示部23。記憶部21記憶有用以控制各環境形成裝置10之資訊，處理部22係以使用記憶部21所記憶之資訊而決定各環境形成裝置10之動作內容之方式構成。又，指示部23將處理部22所決定之動作內容指示給各環境形成裝置10。圖2所示之控制裝置20具備輸入部24與時鐘部25，進而具備取得部26。輸入部24接收藉由來自操作器40之操作輸入之輸入資訊。又，時鐘部25係為了決定使各環境形成裝置10動作之時序而將時 間計時。

處理部22進行使用記憶部21所記憶之資訊與時鐘部25所計時之時間，使對各環境形成裝置10之指示輸出至指示部23之處理。再者，處理部22進行基於輸入部24自操作器40接收之輸入資訊之處理，亦進行使記憶部21記憶資訊之處理、或將各環境形成裝置10之啟動指示給指示部23之處理等。

於圖2所示之構成例中，取得部26具有接收來自感測器50之資訊並交接至處理部22之功能，但於使用測量裝置30(參照圖1)之情形時，取得部26亦可具有將測量裝置30所測量之集中度之資訊交接至處理部22之功能。感測器50測量空氣環境中空氣中之物質之濃度。雖感測器50並非必備，但於設置有感測器50之情形時，記憶部21記憶相對於感測器50所測量之物質之濃度之目標值。處理部22以根據感測器50之測量值與記憶部21之目標值之關係控制各環境形成裝置10之動作之方式，對指示部23指示。

另外，已知集中度會隨時間經過而增減。本實施形態之控制裝置20係藉由控制環境形成裝置10(送風機11)，使作業空間Es中對著使用者Us吹之氣流如圖3般變化，而謀求維持或提高使用者Us之集中度。於圖3所示之例中，間斷性地產生可對使用者Us給予相對較強之刺激之清醒氣流Fs，利用清醒氣流Fs而抑制使用者Us之集中度之下降。亦即，送風機11係以將清醒氣流Fs對著使用者Us吹之方式控制氣流之方向。

於圖3所示之例中，送風機11亦產生風速小於清醒氣流Fs之微氣流Fw，且至少於未產生清醒氣流Fs之期間，產生微氣流Fw。此處，微氣流Fw對風速給予波動，亦包含風速成為0[m/s]之期間，持續產生(於圖3之例中，未圖示風速成為0[m/s]之期間)。微氣流Fw之風速可為固定，但藉由給予波動，而降低因微氣流令使用者Us產生冷感之可能 性。作為波動，例如採用1/f波動。為了對風速給予波動，除控制設置於送風機11之扇葉之旋轉數以外，亦可使送風機11所形成之氣流之方向變化。

送風機11係與清醒氣流Fs同樣地，以將微氣流Fw對著使用者Us吹之方式控制氣流之方向。微氣流Fw之風速為清醒氣流Fs之風速之2分之1以下，於圖3所示之例中，以微氣流Fw之風速之最大值相對於清醒氣流Fs之風速之最大值為4分之1以下之方式設定。例如，清醒氣流Fs之風速之最大值係設為1.6[m/s]，微氣流Fw之風速之最大值係設為0.4[m/s]。又，較理想為，清醒氣流Fs與微氣流Fw之風速差為0.5[m/s]以上。

微氣流Fw係至少於未產生清醒氣流Fs之期間產生，如圖3般，亦可於正產生清醒氣流Fs之期間持續產生。於並用清醒氣流Fs與微氣流Fw之情形時，較理想為，分開設置產生清醒氣流Fs之送風機11(第1送風機)與產生微氣流Fw之送風機11(第2送風機)。於將單一之送風機11兼用於清醒氣流Fs之產生與微氣流Fw之產生之情形時，亦可切換清醒氣流Fs之產生與微氣流Fw之產生。雖並非必須產生微氣流Fw，但藉由使微氣流Fw於使用者Us之頭部附近流動，可促進自使用者Us之頭部之散熱。

一般而言，因人體之發熱而於頭部周圍產生上升氣流，若與下半身相比，則於上半身至頭部之周邊，有溫度邊界層增厚之傾向。即，於上半身至頭部之周邊，有因上升氣流而使清醒氣流Fs之效果減弱之可能性。尤其因清醒氣流Fs對著使用者Us間斷性地吹，故有因上升氣流而使刺激減弱之可能性。另一方面，於未將清醒氣流Fs對著使用者Us吹之期間，若將微氣流Fw對著上半身至頭部附近吹，則溫度邊界層變薄，而促進自人體之散熱。其結果，可提高藉由清醒氣流Fs之刺激效果。又，因藉由微氣流Fw促進頭部之散熱，故能夠獲得所 謂頭冷腳熱之狀態。

作為用以產生清醒氣流Fs之資訊，記憶部21記憶有決定產生清醒氣流Fs之送風機11之運作期間之第1期間資訊、與以間斷性產生清醒氣流Fs之方式決定較送風機11之運作期間長之基準期間之第2期間資訊。又，記憶部21亦記憶有決定清醒氣流Fs之風速之速度資訊。此處所言之運作期間係產生1次清醒氣流Fs之期間，以於基準期間至少包含1次運作期間之方式決定。基準期間係以包含1次以上運作期間之方式決定之控制上之期間。運作期間係自3秒以上60秒以下之範圍選擇，基準期間係自5分鐘以上40分鐘以下之範圍選擇。又，清醒氣流Fs之風速之最大值係自0.5[m/s]以上2[m/s]之範圍選擇。藉由於該等數值範圍中決定運作期間、基準期間及風速，可產生有助於抑制集中度降低之清醒氣流Fs。另，本實施形態之風速係對著使用者Us吹之氣流之風速。

若將運作期間決定為10秒，將基準期間決定為10分鐘，則於10分鐘之基準期間，送風機11至少運作10秒。於圖3所示之動作例中，雖以10分鐘之間隔產生清醒氣流Fs，但產生清醒氣流Fs之時間間隔可不固定，於每10分鐘之基準期間產生清醒氣流Fs之期間可適當決定。即，產生清醒氣流Fs之時間間隔可為非等間隔，於基準期間產生清醒氣流Fs之頻率(次數)亦可不固定。

然而，清醒氣流Fs之風速於運作期間並不固定，如圖4般，於運作期間Ts之初期隨著時間經過而風速增加，於運作期間Ts之末期隨著時間經過而風速減少。於圖4中，符號Tw表示未產生清醒氣流Fs之期間。因此，期間Tw之風速之變動係對應於微氣流Fw。

清醒氣流Fs對使用者Us所給予之刺激係風速越大則越強，風速之增加率越大則越強。另一方面，因使風速減少時之降低率不會對集中度造成較大影響，故於圖4所示之例中，與增加率之絕對值相比， 降低率之絕對值較小。即，較理想為，處理部22以於產生清醒氣流Fs之運作期間Ts，風速急速地上升，且風速緩慢地下降之方式，決定送風機11之動作內容。圖5所示之例顯示使產生清醒氣流Fs時之風速之增加率較圖4之例更大之情形。如此，若對清醒氣流Fs提高風速之增加率，則清醒氣流Fs對使用者Us所給予之刺激變得更強。

於調節產生清醒氣流Fs時之風速之增加率時，只要採用調節對送風機11供給之電力之構成即可。若送風機11具備可進行風向控制之葉片或遮板，則亦可於以不將氣流對著使用者Us吹之狀態提高送風機11所產生之氣流之風速之狀態下，以將清醒氣流Fs氣流對著使用者Us吹之方式控制葉片或遮板。

另外，清醒氣流Fs及微氣流Fw因以對著使用者Us吹之方式被控制方向，故根據風速之最大值或運作期間，有超出對使用者Us而言之溫熱感之容許範圍之可能性。要言之，根據對著使用者Us吹之清醒氣流Fs之風速，會有產生對使用者Us而言之體感溫度過低或過高之情形之可能性。因此，較理想為，清醒氣流Fs之風速之最大值及運作期間係根據作業空間Es之氣溫加以調節。一般而言，可以說較理想為，氣溫越低，風速之最大值越小，越可縮短運作期間。又，於氣溫較高之情形時，藉由增大風速之最大值，延長運作期間，有助於降低體感溫度。為了進行此種控制，只要感測器50監視室內溫度，處理部22根據感測器50所測量之溫度，自記憶部21擷取控制用之資訊即可。

如上所述，以產生清醒氣流Fs及微氣流Fw之方式用以指示給送風機11之資訊(第1期間資訊、第2期間資訊、速度資訊)必須由記憶部21記憶。該等資訊可預先記憶於由ROM(Read Only Memory：唯讀記憶體)構成之記憶部21，亦可自操作器40通過輸入部24給予至記憶部21。

操作器40可對控制裝置20專用設置，但亦可將自智慧型電話、 平板終端、個人電腦等選擇之終端裝置用作操作器40。若將終端裝置用作操作器40，則藉由使資訊記憶於操作器40，且操作器40根據需要傳送至記憶部21，可進行上述之控制。

又，因清醒氣流Fs及微氣流Fw必須對著使用者Us之特定部位吹，故必須調節送風機11所產生之氣流之方向。因此，控制裝置20係於初始設定之期間，以將風自送風機11對著使用者之各部位吹之方式控制送風機11。另一方面，使用者Us使用操作器40，將來自送風機11之風已吹到使用者之特定部位之情況通知給控制裝置20。處理部22係基於自操作器40通知之時點，使與送風機11所產生之氣流之方向對應之控制資訊記憶於記憶部21。

藉由進行此種初始設定，可以將清醒氣流Fs及微氣流Fw對著對使用者Us而言適當之部位吹之方式，調節來自送風機11之氣流之方向。亦即，處理部22係以將清醒氣流Fs及微氣流Fw對著使用者Us之特定部位吹之方式，將形成清醒氣流Fs及微氣流Fw之使用者Us之部位，決定為送風機11之動作內容。處理部22所決定之動作內容係通過指示部23指示給送風機11，送風機11根據來自指示部23之指示而控制氣流之方向。亦即，以將清醒氣流Fs及微氣流Fw對著使用者Us之特定部位吹之方式控制送風機11。

此處，較理想為，清醒氣流Fs及微氣流Fw以防止使用者Us之眼睛乾澀之方式，亦即，以不會對著使用者Us之臉部吹之方式，設定送風機11之位置。送風機11之位置較理想為設為使用者Us之斜後方，以免椅子等阻擋氣流。

於使用本實施形態之環境控制系統時，於使用者Us開始腦力作業之時點，控制裝置20必須開始環境形成裝置10之控制。控制裝置20開始環境形成裝置10之控制之時點可由使用者Us自操作器40予以指示，但亦可使用監視使用者Us之相機或監視使用者Us之感測器，檢 測使用者Us就座於特定位置之情況。

另外，可認為自控制裝置20開始環境形成裝置10之控制起至特定之期間(15分鐘至20分鐘左右)，使用者Us之集中度係予以維持。因此，自控制裝置20開始環境形成裝置10之控制起至特定之期間可不產生清醒氣流，於經過該期間後進行上述之動作。又，於自控制裝置20開始環境形成裝置10之控制起至特定之期間內，可以隨著時間經過而縮短基準期間之方式進行控制，於經過特定之期間後將基準期間設為固定。

上述之控制裝置20包含具備根據程式動作之處理器之元件作為主要硬體要件。此種元件可使用一體具備記憶體之微控制器(microcontroller)、或分開設置記憶體之微處理器等。亦即，控制裝置20係使用電腦構成。程式係為了使該電腦作為於以下所說明之控制裝置20發揮功能而使用。該程式除預先記憶於ROM(Read Only Memory)以外，亦由如電腦可讀取之光碟之記錄媒體提供，或通過如網際網路之電性通信網提供。

(集中度)

另外，雖於本實施形態中使用「集中度」之此類用語，但「集中度」之此類用語較少明確地定義。將集中度定量化處理之情形時，例如，可將以下所說明之集中時間比例用於指標。集中時間比例係指於人進行腦力作業之情形時，相對於作業時間處於集中狀態之時間之比例。

集中時間比例之概念係基於於人實施腦力作業之期間，包含已對作業對象分配認知資源之狀態、及未對作業對象分配認知資源之狀態之模型。於該模型中，將已對對象分配認知資源而進行作業之狀態設為「作業狀態」，將未對對象分配認知資源而跨及長時間處於休息之狀態稱為「長期休息」。又，將已對對象分配認知資源但於短時間 內無意識地停止作業處理之狀態稱為「短期休息」。「短期休息」之狀態係已知於為「作業狀態」之期間，以固定概率生理性地產生。

因「作業狀態」與「短期休息」係已對對象分配認知資源之狀態，故被視為集中狀態，因「長期休息」係未對對象分配認知資源之狀態，故被視為非集中狀態。因此，可知若將作業時間之人之狀態分離成「作業狀態」、「短期休息」及「長期休息」之3種狀態，或「作業狀態」及「短期休息」與「長期休息」之2種狀態，則可將集中度定量化。

此處，就求出特定期間中為集中狀態之期間之技術，而非以實時測量集中度之技術進行說明。該情形時，例如，對測量集中度之受試者，提出難易度之差異較小之多個問題，且就所有問題測量受試者回答問題所需之時間(回答時間)。其次，如圖6所示，對回答時間之每個分區求出頻率而生成直方圖。採用上述之模型之情形時，推定該直方圖表示集中狀態與非集中狀態相疊加之結果。

給予適當之問題之情形時，可獲得該直方圖成為具有2個以上之峰值之形狀之實驗結果。亦即，於直方圖產生2個以上之山狀區域。解釋為，包含回答時間為最短之峰值之山狀區域表示混合了「作業狀態」與「短期休息」之狀態，包含其他峰值之山狀區域表示混合了「作業狀態」、「短期休息」及「長期休息」之狀態。其原因在於，即使為集中狀態，根據問題之難易度之差異，亦有回答時間變長之可能性。

此處，若假定問題之難易度為固定之理想狀態，則推定於直方圖呈現之山狀區域可由對數正規分佈之概率密度函數f(t)予以近似而作為回答時間t之函數。惟，現實中無法完全排除問題之難易度差異。因此，關於2個山狀區域中之回答時間為最短之山狀區域，解釋為僅回答時間較峰值短之部位與峰值附近之部位與對數正規分佈之概 率密度函數f(x)一致。且，以近似該部位之方式決定概率密度函數f(x)之參數(期待值與分散)。

若決定概率密度函數f(x)之參數，則可求出回答時間之期待值。對所求出之期待值乘以所有問題數之結果，可解釋為受試者自著手問題起直至結束之總時間(總回答時間)中之處於集中狀態之時間。又，可將自總回答時間減去處於集中狀態之時間所得之時間，解釋為處於非集中狀態之時間。因此，將處於集中狀態之時間相對於總回答時間之時間比設為集中時間比例，判斷為該集中時間比例越大，集中度越高。

上述之集中時間比例係集中度之指標之一例，集中度可使用後述之其他指標而定量化。尤其，於求出集中時間比例時，必須進行對受試者給予多個問題使其回答之作業，難以於作業中獲得集中度之指標。因此，於根據集中度控制環境形成裝置10(參照圖1)時，必須以其他技術測量與集中時間比例等效之集中度之指標。

另外，跨及相對較長之時間(例如，3小時)對受試者持續給予問題之情形時，可獲得如下見解：若不對作業環境給予變化，則每一相對較短之時間(例如，1~10分鐘)之集中度係如圖7所示之特性C1般變動。即，腦力作業跨及相對較長之時間持續進行之情形時，集中度係以於每20~40分鐘之期間重複增減之方式變動。總之，若持續進行腦力作業，則集中度具有隨著時間經過，自較高之狀態下降，其後，恢復並上升，並再次下降般，重複增減之特性。於本實施形態中，以該特性為依據，決定上述控制上之期間即基準期間。於集中度變動之期間方面，有個人差異，且集中度變動之期間因各種要因而變化。若著眼於如上述之伴隨時間經過之集中度之變動，則可以說於提高腦力作業之作業效率方面，只要抑制集中度之下降即可。

如本實施形態，以於作業空間Es產生清醒氣流與微氣流之方式 控制環境形成裝置10之情形時，如圖7中特性C2所示，可抑制集中度之下降。亦即，藉由利用環境形成裝置10之動作維持或提高集中度，可防止跨及相對較長之時間而使用者之集中度大幅下降。亦即，若組合使用清醒氣流與微氣流，則抑制集中度之下降，結果，可期待作業效率之提高。另，即使僅使用清醒氣流亦可抑制集中度之下降。

關於如本實施形態般採用使用清醒氣流與微氣流之技術之情形、與不使用清醒氣流及微氣流之情形，測量集中度後，可獲得藉由本實施形態之技術可將集中度提高12%左右之結果。

上述之本實施形態之環境控制系統具備環境形成裝置10與控制裝置20。環境形成裝置10具有於作業空間形成氣流之功能。控制裝置20係以維持或提高存在於作業空間Es之使用者Us之意識集中之程度即集中度之方式，控制環境形成裝置10之動作。控制裝置20具備記憶部21、處理部22、及指示部23。記憶部21記憶以形成令使用者Us之集中度恢復之清醒氣流Fs之方式決定環境形成裝置10之運作期間Ts之第1期間資訊、決定較運作期間Ts長之基準期間Tw之第2期間資訊、及決定清醒氣流Fs之風速之速度資訊。處理部22係基於第1期間資訊、第2期間資訊、及速度資訊，決定環境形成裝置10之動作內容。指示部23係將處理部22所決定之動作內容指示給環境形成裝置10。基準期間Tw係以包含1次以上之運作期間Ts之方式決定。

根據該構成，藉由將清醒氣流Fs對著使用者Us吹，僅利用氣流即可維持或提高使用者Us之集中度。亦即，無須使用視覺刺激、聽覺刺激、嗅覺刺激之任一者即可維持或提高使用者Us之集中度。

較理想為，控制裝置20具備接收藉由操作輸入之輸入資訊之輸入部24。該情形時，記憶部21記憶輸入資訊所包含之第1期間資訊、第2期間資訊、及速度資訊。

根據該構成，可將控制環境形成裝置10之資訊作為輸入資訊給 予。

較理想為，處理部22以將清醒氣流Fs對著使用者Us之特定部位吹之方式，將於作業空間Es中形成清醒氣流Fs之部位決定為環境形成裝置10之動作內容。

根據該構成，例如，可以將清醒氣流Fs僅對著使用者Us之上半身吹之方式決定。

較理想為，運作期間Ts係自3秒以上且60秒以下之範圍選擇，基準期間Tw係自5分鐘以上且40分鐘以下之範圍選擇，清醒氣流Fs之風速之最大值係自0.5[m/s]以上且2[m/s]以下之範圍選擇。

藉由於該範圍內選擇與清醒氣流Fs相關之條件，可對使用者Us給予適當之刺激。

較理想為，記憶部21記憶有包含相對於清醒氣流Fs之風速為2分之1以下之風速之微氣流Fw之風速之環境資訊。該情形時，處理部22係基於第1期間資訊、第2期間資訊、及環境資訊，以至少於清醒氣流Fs停止之期間產生微氣流Fw之方式，決定環境形成裝置10之動作內容。再者，較理想為，處理部22係以將微氣流Fw對著使用者Us吹之方式，將作業空間Es中形成微氣流Fw之部位決定為環境形成裝置10之動作內容。

根據該構成，可利用微氣流而薄化使用者Us周圍之溫度邊界層，結果提高藉由清醒氣流Fs之集中度之下降抑制之效果。

此處，較理想為，環境形成裝置10係於作業空間Es形成氣流之送風機11。亦即，因清醒氣流Fs及微氣流Fw係以對著使用者Us吹之方式產生，故若使用送風機11形成氣流，則可容易地進行產生對著使用者Us之特定部位吹之氣流之控制。

(實施形態2)

於實施形態1中，已說明以於作業空間Es產生清醒氣流及微氣流 之方式控制環境形成裝置10之例。清醒氣流及微氣流皆以對著使用者Us之特定部位(上半身及頭部附近)吹之方式產生。於本實施形態中，已就於作業空間Es中形成不對著使用者Us吹之環境氣流之構成例進行說明。本實施形態之構成係與圖2所示之實施形態1之構成相同。

形成環境氣流之期間係與微氣流相同，環境氣流之風速只要為清醒氣流之風速以下即可。又，微氣流係以對著使用者Us吹之方式被控制風向，但環境氣流係以不對著使用者Us吹之方式被控制風向。亦即，產生環境氣流之期間係與微氣流相同，環境氣流之風速係不同於微氣流之風速，又，不同點在於，相對於微氣流對著使用者Us吹，環境氣流則不對著使用者Us吹。環境氣流較理想為，以於使用者Us之附近朝向上方之方式形成。另，於採用配置於作業空間Es之上部之空調13(參照圖1)作為環境形成裝置10之情形時，環境氣流係以朝向下方之方式形成。用以形成環境氣流之資訊係作為周圍資訊由記憶部21記憶。因此，處理部22係使用周圍資訊而以使環境形成裝置10產生環境氣流之方式決定動作內容。

若使用環境形成裝置10形成環境氣流，則因室內之空氣被環境氣流攪拌，故消除作業空間Es之空氣之停滯，再者，抑制作業空間Es之溫度分佈之偏差。尤其於作業空間Es之氣溫相對較高之情形時，雖可期待因微氣流而有頭冷腳熱之效果，但於作業空間Es之氣溫相對較低之情形時，若將微氣流對著使用者Us吹，則有使用者Us之體感溫度下降而使得集中度下降之可能性。於此種情形時，若形成環境氣流，則作業空間Es之空氣被攪拌，使用者Us周圍之空氣之沉積減少，可期待易於確保藉由清醒氣流之刺激之效果。本實施形態之其他構成及動作係與實施形態1相同。

於本實施形態之環境控制系統中，記憶部21記憶有包含清醒氣流之風速以下之風速即環境氣流之風速之周圍資訊。該情形時，處理 部22係基於第1期間資訊、第2期間資訊、及周圍資訊，以至少於清醒氣流Fs停止之期間產生環境氣流之方式，決定環境形成裝置10之動作內容。再者，處理部22係以環境氣流不對著使用者Us吹之方式，將作業空間Es中形成環境氣流之部位決定為環境形成裝置10之動作內容。

根據該構成，利用環境氣流攪拌作業空間Es之空間，抑制作業空間Es之空氣之沉積，結果可期待有助於維持或提高使用者Us之集中力。

(實施形態3)

本實施形態係使用清醒氣流、微氣流、及環境氣流之3種氣流之例，如圖8所示，對圖2所示之實施形態1之構成附加有選擇部27。本實施形態之處理部22可選擇使用微氣流之第1動作狀態、與使用環境氣流之第2動作狀態，選擇部27係以選擇第1動作狀態與第2動作狀態之任一者之方式構成。

雖選擇部27可藉由來自操作器40之操作輸入而切換第1動作狀態與第2動作狀態，但於感測器50監視作業空間Es之氣溫之情形時，亦可根據感測器50所測量之溫度而選擇第1動作狀態與第2動作狀態之任一者。表1中顯示於選擇部27根據感測器50所測量之溫度而切換第1動作狀態與第2動作狀態之情形時，記憶於記憶部21之資訊之例。

於表1所示之例中，以於氣溫為24[℃]以上時選擇第1動作狀態，於氣溫小於24[℃]時選擇第2動作狀態之方式，決定記憶部21之資訊。第1動作狀態係使用微氣流之動作狀態，於表1所示之例中，於24[℃]以上產生清醒氣流與微氣流。第2動作狀態係使用環境氣流之動作狀態，於表1所示之例中，於小於24[℃]產生清醒氣流與環境氣流。亦即，於因微氣流所致之體感溫度之下降令使用者Us感覺冷之情形時，產生環境氣流而非微氣流，反之，於環境氣流下使用者Us感覺熱之情形時，藉由產生微氣流而降低體感溫度。

如本實施形態，藉由適當組合微氣流與環境氣流，而形成對使用者Us而言舒適之環境，結果可實現集中度之維持或提高。本實施形態之其他構成及動作係與上述之實施形態相同。

於上述之本實施形態之環境控制系統中，記憶部21記憶有包含相對於清醒氣流Fs之風速為2分之1以下之風速之微氣流Fw之風速的環境資訊、與包含為清醒氣流Fs之風速以下之風速之環境氣流之風速的周圍資訊。處理部22可選擇第1動作狀態與第2動作狀態，控制裝置20具備選擇第1動作狀態與第2動作狀態之任一者之選擇部27。於第1動作狀態中，處理部22係基於第1期間資訊、第2期間資訊、及環境資訊，以至少於清醒氣流Fs停止之期間產生微氣流Fw之方式決定環境形成裝置10之動作內容。又，於第1動作狀態中，處理部22係以將微氣流Fw對著使用者Us吹之方式，將作業空間中形成微氣流Fw之部位決定為環境形成裝置10之動作內容。於第2動作狀態中，處理部22係基於第1期間資訊、第2期間資訊、及周圍資訊，以至少於清醒氣流Fs停止之期間產生環境氣流之方式決定環境形成裝置10之動作內容。又，於第2動作狀態中，處理部22係以不將環境氣流對著使用者吹之 方式，將作業空間Es中形成環境氣流之部位決定為環境形成裝置10之動作內容。

根據該構成，因可根據作業空間Es之氣溫等自第1動作狀態與第2動作狀態選擇任一者，故使用者Us可於舒適之環境中維持或提高集中度。

(實施形態4)

本實施形態係如圖9所示，具有於圖2所示之實施形態1之構成附加有用以測量集中度之測量裝置30之構成。測量裝置30係如圖1般以測量與使用者Us之集中度相關之資料之方式配置，測量裝置30所測量之資料係通過取得部26給予至處理部22。處理部22係基於測量裝置30所測量之資料評估集中度，且根據評估結果而決定環境形成裝置10之動作內容。

處理部22係於自集中度為最大之狀態降低特定閾值之時序，以產生清醒氣流之方式決定環境形成裝置10之動作內容。處理部22可採用集中度下降至特定基準值之時點，作為以產生清醒氣流之方式決定環境形成裝置10之動作內容之時序。或者，處理部22亦可算出集中度下降時之變化率，藉由將所算出之變化率與特定範圍進行比較，採用集中度之下降變得急劇之時點作為於環境形成裝置10產生清醒氣流之時序。

測量裝置30必須對使用者非侵入性(non-invasive)地監視集中度，且於相對較短之時間間隔(例如，1~10分鐘)檢測集中度之變化。雖較理想為，測量裝置30不僅為非侵入性而且為非接觸，但亦可包含如頭帶或腕帶般與使用者接觸之構成。

作為測量裝置30，例如，使用拍攝使用者之相機。取得部26使用由相機拍攝之使用者之圖像，而取得身體動作、姿勢、瞳孔直徑、眨眼之頻率等資訊，處理部22藉由單獨或組合使用該等資訊，而求出 集中度之評估值。此處，處理部22係以將該等資訊與上述之集中時間比例之關係對應關聯而登錄至對照表(記憶部21)之方式構成。處理部22係於評估集中度時，藉由將自取得部26獲得之資訊與對照表進行對照並轉換為集中時間比例而將集中度定量化。

另，如上所述，將自以相機拍攝之圖像獲得之資訊轉換為集中時間比例之技術係將集中度定量化之技術之一例，測量裝置30亦可為只要為成為集中度之目標之資訊則監視其他資訊之構成。例如，測量裝置30亦可為由溫度計檢測使用者之特定部位之皮膚溫度之變化之構成、檢測腦電波或腦電波以外之生物體電流之構成。

處理部22係根據所評估之集中度，例如如以下般決定環境形成裝置10之動作內容。於使用送風機11作為環境形成裝置10之情形，且判斷處理部22成為謀求集中度之維持或提高之時序時，處理部22係以產生清醒氣流之方式決定送風機11之動作內容。

另外，感測器50亦可為測量空氣環境中空氣中之物質之濃度之構成。該情形時，於記憶部21，預先決定相對於感測器50所測量之物質濃度之目標值，處理部22係藉由將通過取得部26取得之物質濃度與目標值進行比較，而決定環境形成裝置10之動作內容。

空氣中之物質之濃度稱為空氣質量，空氣質量中包含二氧化碳濃度、氧濃度、相對濕度(水蒸氣濃度)、臭氣成分(揮發成分：亦包含醛類、VOC等)、塵埃等各種環境要素。感測器50測量空氣質量所包含之環境要素中所著眼之環境要素，處理部22使用相對於感測器50所測量之環境要素之濃度之目標值而控制環境形成裝置10之動作。目標值只要基於實測值而統計性決定使用者之集中度下降或上升之值即可。

此處，處理部22係構成為於以維持或提高集中度之方式使環境形成裝置10動作之期間，若由感測器50測量之環境要素達到目標值， 則使環境形成裝置10之動作恢復至原狀態。例如，將所著眼之環境要素設為二氧化碳之濃度之情形時，目標值係設定為400ppm等。

該情形時，為了維持或提高集中度，於以增加對作業空間之外部空氣之導入量之方式使換氣扇12動作之期間，若二氧化碳之濃度降低至400ppm，則成為使換氣扇12恢復至原動作之動作。

另外，於根據時鐘部25所計時之時間經過而控制環境形成裝置10之動作之構成中，於應用針對由感測器50測量之環境要素設定之目標值之情形時，可進行如以下之例之動作。目前，假定環境形成裝置10為換氣扇12，所著眼之環境要素為二氧化碳之濃度，目標值為400ppm之情形。該目標值係設定為相對於室內之標準二氧化碳濃度3分之2以下，較理想為2分之1以下。亦即，目標值係設定為700ppm以下，較理想為500ppm以下。又，於以下所說明之例中，假定自腦力作業之開始經過25分鐘後集中度開始下降。

該情形時，處理部22係於自腦力作業之開始經過25分鐘之時點，藉由使換氣扇12強烈(高速)運轉，而謀求集中度之維持或提高。其後，處理部22例如於由感測器50所測量之二氧化碳濃度達到目標值即400ppm後等待直至經過10分鐘，使換氣扇12恢復至原狀態。

藉由將清醒氣流對著使用者吹而刺激使用者之情形時，於剛控制送風機11後使用者之集中度產生變化。另一方面，使用換氣扇12調節室內之空氣質量之情形時，自開始換氣扇12之動作後直至室內之空氣質量改善為所需程度為止之時間成為相對較長之時間(例如，20分鐘)。因此，亦可相對於預測集中度下降之時間帶，提前室內之空氣質量改善為所需程度為止需要之時間，開始換氣扇12之運轉。

另，環境形成裝置10如換氣扇12般將旋轉型之馬達作為動力源之情形時，亦可根據馬達之旋轉數決定目標值。即，亦可不使用感測器50，將馬達之旋轉數用作目標值而決定使換氣扇12之動作恢復之時 序。

再者，處理部22亦可以根據集中度，使環境形成裝置10之動作相異之方式構成。例如，亦可將集中度分成複數個階段，而於每個階段變更氣流之速度或目標值等。再者，亦可考慮如晝夜節律之生物體節律，而採用根據時間帶變更環境形成裝置10之動作之構成。

上述之本實施形態之環境控制系統具備測量作業空間之使用者之集中度之測量裝置30。於該構成中，控制裝置20係以維持或提高測量裝置30所測量之集中度之方式，控制環境形成裝置10之動作。

該環境控制系統由於以測量裝置30監視使用者之集中度而進行反饋控制，故可於維持或提高集中度之適當之時序，控制環境形成裝置10。

又，控制裝置20亦可具備計時時間之時鐘部25。於該構成中，控制裝置20係以藉由使用時鐘部25所計時之時間與使用者之集中度之關係，而根據時鐘部25所計時之時間，維持或提高集中度之方式，控制環境形成裝置10之動作。

該環境控制系統由於使用經過時間與使用者之集中度之關係進行開放控制，故無須使用測量裝置30，即可由簡單之構成實現。

環境控制系統亦可具備就作業空間之空氣質量測量所著眼之環境要素之感測器50。於該構成中，控制裝置20係以達成就感測器50所測量之環境要素所決定之目標值之方式，控制環境形成裝置10之動作。

該環境控制系統由於考慮作業空間之空氣質量而控制環境形成裝置10之動作，故可藉由改善如二氧化碳濃度、氣味般作用於集中度之空氣質量，而謀求集中度之維持或提高。

環境形成裝置10係換氣裝置，感測器50亦可為測量二氧化碳濃度作為環境要素之構成。於該構成中，較理想為，控制裝置20係以使 由感測器50所測量之作業空間之二氧化碳之濃度不超過700ppm之方式，控制換氣裝置。

該環境控制系統由於以避免作業空間之二氧化碳濃度成為高濃度之方式進行調節，故抑制集中度之下降，結果可抑制集中度之下降。

另，上述之實施形態係本發明之一例。因此，本發明並非限定於上述實施形態，即使為該實施形態以外，只要為不脫離本發明之技術思想之範圍，當然亦可根據設計等而進行各種變更。

10‧‧‧環境形成裝置

11‧‧‧送風機

12‧‧‧換氣扇

13‧‧‧空調

20‧‧‧控制裝置

30‧‧‧測量裝置

Es‧‧‧作業空間

Us‧‧‧使用者

Claims (14)

1. 一種環境控制系統，其特徵在於包含：環境形成裝置，其具有於作業空間形成氣流之功能；及控制裝置，其係以維持或提高存在於上述作業空間之使用者之意識集中程度即集中度之方式，控制上述環境形成裝置之動作；且上述控制裝置包含：記憶部，其記憶以形成使上述使用者之集中度恢復之清醒氣流之方式決定上述環境形成裝置之運作期間之第1期間資訊、決定較上述運作期間更長之基準期間之第2期間資訊、及決定上述清醒氣流之風速之速度資訊；處理部，其係基於上述第1期間資訊、上述第2期間資訊、及上述速度資訊而決定上述環境形成裝置之動作內容；及指示部，其將上述處理部所決定之動作內容指示給上述環境形成裝置；且上述基準期間係以包含1次以上之上述運作期間之方式決定。
2. 如請求項1之環境控制系統，其中上述控制裝置進而包含：輸入部，其接收藉由操作輸入之輸入資訊；且上述記憶部記憶上述輸入資訊所包含之上述第1期間資訊、上述第2期間資訊、及上述速度資訊。
3. 如請求項1或2之環境控制系統，其中上述處理部係以上述清醒氣流對著上述使用者之特定部位吹之方式，將上述作業空間中形成上述清醒氣流之部位決定為上述環境形成 裝置之動作內容。
4. 如請求項1或2之環境控制系統，其中上述運作期間係自3秒以上且60秒以下之範圍選擇，上述基準期間係自5分鐘以上且40分鐘以下之範圍選擇，上述清醒氣流之風速之最大值係自0.5[m/s]以上且2[m/s]以下之範圍選擇。
5. 如請求項1或2之環境控制系統，其中上述記憶部進而記憶包含相對於上述清醒氣流之風速為2分之1以下之風速之微氣流之風速的環境資訊；且上述處理部係基於上述第1期間資訊、上述第2期間資訊、及上述環境資訊，以至少於上述清醒氣流停止之期間產生上述微氣流之方式決定上述環境形成裝置之動作內容，且以上述微氣流對著上述使用者吹之方式，將上述作業空間中形成上述微氣流之部位決定為上述環境形成裝置之動作內容。
6. 如請求項1或2之環境控制系統，其中上述記憶部進而記憶包含上述清醒氣流之風速以下之風速之環境氣流之風速的周圍資訊；且上述處理部係基於上述第1期間資訊、上述第2期間資訊、及上述周圍資訊，以至少於上述清醒氣流停止之期間產生上述環境氣流之方式決定上述環境形成裝置之動作內容，且以上述環境氣流不對著上述使用者吹之方式，將上述作業空間中形成上述環境氣流之部位決定為上述環境形成裝置之動作內容。
7. 如請求項1或2之環境控制系統，其中上述記憶部進而記憶包含相對於上述清醒氣流之風速為2分之1以下之風速之微氣流之風速的環境資訊、與包含上述清醒氣流之風速以下之風速之環境氣流之風速的周圍資訊；上述處理部可選擇以下動作狀態： 第1動作狀態，其係基於上述第1期間資訊、上述第2期間資訊、及上述環境資訊，以至少於上述清醒氣流停止之期間產生上述微氣流之方式決定上述環境形成裝置之動作內容，且以上述微氣流對著上述使用者吹之方式，將上述作業空間中形成上述微氣流之部位決定為上述環境形成裝置之動作內容；及第2動作狀態，其係基於上述第1期間資訊、上述第2期間資訊、及上述周圍資訊，以至少於上述清醒氣流停止之期間產生上述環境氣流之方式決定上述環境形成裝置之動作內容，且以上述環境氣流不對著上述使用者吹之方式，將上述作業空間中形成上述環境氣流之部位決定為上述環境形成裝置之動作內容；且上述控制裝置進而包含：選擇部，其選擇上述第1動作狀態與上述第2動作狀態之任一者。
8. 如請求項1或2之環境控制系統，其中上述環境形成裝置係於上述作業空間形成氣流之送風機。
9. 如請求項1或2之環境控制系統，其中進而包含：測量裝置，其測量上述作業空間之上述使用者之上述集中度；且上述控制裝置係以維持或提高上述測量裝置所測量之上述集中度之方式控制上述環境形成裝置之動作。
10. 如請求項1或2之環境控制系統，其中上述控制裝置係進而包含計時之時鐘部，且藉由使用上述時鐘部所計時之時間與上述使用者之上述集中度之關係，而根據上述時鐘部所 計時之時間，以維持或提高上述集中度之方式控制上述環境形成裝置之動作。
11. 如請求項1或2之環境控制系統，其中進而包含：感測器，其就上述作業空間之空氣品質測量所著眼之環境要素；且上述控制裝置係以達成就上述感測器所測量之上述環境要素而設定之目標值之方式，控制上述環境形成裝置之動作。
12. 如請求項11之環境控制系統，其中上述環境形成裝置係換氣裝置；上述感測器係測量二氧化碳濃度作為上述環境要素之構成；且上述控制裝置係以由上述感測器測量之上述作業空間之二氧化碳濃度不超過700ppm之方式，控制上述換氣裝置。
13. 一種控制裝置，其特徵在於其係使用於如請求項1至12中任一項之環境控制系統。
14. 一種電腦程式產品，其介由電腦，載入程式，使作為使用於如請求項1至12中任一項之環境控制系統之上述控制裝置而發揮功能。